高亮度细粒径荧光粉的封装应用研究[2]

　　三 试验结果与讨论

　　3.1 荧光粉白光封装初始亮度对比

　　表3列出了蓝光芯片搭配不同种类的YAG荧光粉制作6000K±200K色温白光LED的光通量数值。由表中可以看出，sample-1荧光粉制作的LED灯珠光通量均值为7.464lm，sample-2荧光粉制作的LED光源光通量平均值为7.485lm，sample-3荧光粉制作的LED光源光通量平均值为7.421lm，三种在光通量方面基本相当。其中sample-1、sample-2和 sample-3配制的荧光胶中的荧光粉与胶水的混合比例分别为12：1，10：1和9：1;sample-1荧光粉用粉量相对于另外两款荧光粉用粉量少20%和34%。

　　表3 采用三款荧光粉制作的白光LED的光通量数据

　　3.2 荧光粉的长期光衰性能对比测试

　　图3同时显示了采用三款荧光粉制作的白光LED灯珠的光通量随老化时间变化趋势。如图所示，Sample-1样品对应的光衰幅度在3000小时老化后达到2.9%，与sample-2的光衰幅度2.7%相当，略优于sample-3(光衰幅度为3.6%)。

　　图3 不同荧光粉制成的灯珠光衰幅度随老化时间的变化趋势图

　　3.3 光色集中度对比评估

　　图4~6分别列出了三款荧光粉粉制作白光LED色坐标打靶图，图7表示了不同荧光粉在色坐标打靶图上的颜色分布数据。

　　图4 YH荧光粉制作白光LED色坐标打靶分布图

　　图5 进口荧光粉制作白光LED色坐标打靶分布图

　　图6 国产荧光粉制作白光LED色坐标打靶分布图

　　图7 不同荧光粉颜色打靶集中度分布图

　　由上列图表可知，sample-1荧光粉制作的白光LED集中度最好，进口荧光粉与国产荧光粉集中程度相当。sample-1荧光粉封装的光源光色分布X坐标值跨度的0.03，一共有5个色块区，其中主色块光源数量占总数量的60%;sample-2荧光粉封装的光源光色分布占X坐标值跨度的0.04，一共有7个色块区，其中主色块光源数量占总数量的42%;sample-3荧光粉封装的光源光色分布占X坐标值跨度的0.04，一共有8个色块区，中主色块光源数量占总数量的30%。

　　对此，笔者认为影响灯珠色区集中度的原因主要有两方面，首先是荧光粉粒径大小及其分布。荧光粉粒径越小，在荧光胶中的沉降程度越低，使光源点粉烘烤后颜色改变幅度小，从而有利于颜色一致性控制;其次，荧光粉粒度分布系数值越小，颗粒分布约窄，使荧光粉的沉降一致性好，颜色变化程度接近，从而有利于颜色一致性控制。

　　此外，荧光粉表面特性还是影响荧光粉与封装胶相容性的重要因素之一，进而也会影响荧光粉在胶中的沉降过程。事实上，博睿光电的YH型产品在对粉体粒径进行有效控制的同时还进一步采取了复合包覆处理技术，这也是也是色区集中度的重要原因之一。

　　3.4 成本分析

　　3.4.1 荧光粉用量的成本分析

　　荧光粉粒径不同，制作同样颜色的灯珠所需要荧光粉的粉量也是不同的。事实上是粒径越细，所用的荧光粉越少。通过光色集中度对比试验，所制作的5K光源所用的三款荧光粉的用量分别为1克、1.2克、1.34克，贴片封装厂为中等生产规模，每天生产灯珠预计为1KK，每年产量约为300KK(一年以300个工作日计算)，则每年使用这三款不同荧光粉的粉的用量为60kg、72kg和80kg;荧光粉价格都按照市场上每克YAG荧光粉价格5元/克来计算，每年使用sample-1荧光粉相对于sample-2和sample-3荧光粉成本花费减少6万和10万元。

　　3.4.2 封装光色集中度对光源封装成本影响分析

　　荧光粉粒径情况对封装厂光源颜色良率有很大影响，生产的光源颜色越分散，会导致不良率提升以及出货难度加大。如上述批量试验数据以目前市场上分并图来分色块，则三款荧光粉的颜色良率分别为98.5%、97.2%和96.1%，边缘色块所占的比例为2.3%、3.5%和5.3%。假使以封装客户每年生产300KK贴片灯珠产量计算，每1K光源的成本为30元;则使用三款荧光粉颜色不良率导致的成本损失分别为13.5万、25.2万和35.1万元;生产的边缘色块难以出货，基本上都是降价处理，本文以八折价格销售来计算这三种不同荧光粉的生产边缘色块的价值损失分别为4.14万、6.3万和9.54万元。由上述颜色不良和边缘色块分析，使用sample-1荧光粉相对于sample-2和sample-3荧光粉生产光源成本花费别减少13.86万和27万元。

　　四 结论

　　YH系列荧光粉在与其他荧光粉对比性能不降低的情况下，对于LED封装白光打靶集中度有改善，对于封装厂良率提升和成本的降低有促进作用从而降低生产成本。

编辑：Cedar